DE97585C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Das Charakteristische des nachfolgenden Verfahrens ist, dafs ein chemischer Procefs, und zwar.'der der Verbrennung eines Metalles, nä'mlich Aluminiums oder Magnesiums, oder Aluminiums in Verbindung oder Legirung mit Magnesium oder eines anderen Metalles in Gegenwart bezw. mit einer Metall-Sauerstoff-, oder Schwefelverbindung, ausgenutzt wird zum Zweck des Warmmachens von Metall. Durch die Wahl der . erwähnten Metallverbindungen hat man es vollkommen in der Hand, die Temperatur, welche erzeugt werden soll, zuThe characteristic of the following process is that a chemical process, and the burning of a metal, namely Aluminum or magnesium, or aluminum in connection or alloying with magnesium or another metal in Present or with a metal-oxygen, or sulfur compound, is used for Purpose of warming metal. By choosing the. mentioned metal compounds one has it completely in the hand, the temperature, which is to be generated, to

■ regeln. Es soll kurz erst das Verfahren an " einem Beispiel erläutert werden.■ regulate. The method will first be explained briefly using an example.

Will man einen Niet warm machen, so wird ■derselbe mit einer Mischung von fein zertheiltem Aluminium und etwas Eisenoxyd umgeben; diese Mischung wird dann möglichst fest um den Niet herumgeprefst und zum Schutz gegen das Abfallen der Masse mit irgend einer Hülle, beispielsweise von Formsand, Asbestpappe oder dergl., umgeben und gesichert." Die Schichtdicke, -welche zum Erwärmen nöthig ist, ' mufs je nach der Stärke des Bolzens verändert werden, z. B. wird man für einen Niet von 17 mrri Durchmesser und bei etwa 90 mm Länge des zu erhitzenden Bolzens, der ca. 250 g wiegt, eine Aluminium-.If one wants to warm a rivet, it is made with a mixture of finely divided Surrounded by aluminum and some iron oxide; this mixture is then pressed as tightly as possible around the rivet and Protection against falling of the mass with any kind of cover, for example molding sand, Asbestos cardboard or the like, surrounded and secured. "The layer thickness, -which for heating is necessary, 'must be changed according to the strength of the bolt, e.g. B. one becomes for a rivet of 17 mrri diameter and at about 90 mm length of the bolt to be heated, which weighs about 250 g, an aluminum.

. Metalloxydschicht von etwa 4 mm anwenden. Apply a metal oxide layer of about 4 mm

■ (d. h. etwa 120 bis 150 g dieser Mischung, die ca. 30 g Aluminium enthält).■ (i.e. about 120 to 150 g of this mixture, the contains approx. 30 g aluminum).

Fig. ι der beiliegenden Zeichnung zeigt den so behandelten Niet im Querschnitt.Fig. Ι of the accompanying drawing shows the treated rivet in cross section.

■Die Entzündung der Reactionsmasse kann direct mittelst eines in die Masse gesteckten Magnesiumstäbchens eingeleitet werden, doch ist es vorteilhafter, wenn die Entzündung Zündpille vermittelt wird, bestehen aus Aluminium-■ The inflammation of the reaction mass can can be introduced directly by means of a magnesium rod stuck into the mass, but it is more advantageous if the ignition is mediated by squib, are made of aluminum

durch eine sogen.
Diese Zündpillen
pulver und einer ihren Sauerstoff oder Schwefel leicht abgebenden oxydischen oder sulfidischen Verbindung, wie z. B. Bariumsuperoxyd oder Bleioxyd oder dergl., die infolge ihrer leichten Reducirbarkeit mit dem Aluminiumpulver unter sehr hoher Temperaturentwickelung reagirt. Die Entzündung der Zündpille kann sowohl direct durch eine Flamme, als vermittelst eines Magnesiumstäbchens herbeigeführt-werden. Die . Entzündungsoperation gestaltet sich also wie folgt:by a so-called
These squibs
powder and an oxidic or sulphidic compound that easily releases its oxygen or sulfur, such as. B. barium superoxide or lead oxide or the like. Which, due to its easy reducibility, reacts with the aluminum powder under very high temperature development. The ignition of the squib can be brought about either directly by a flame or by means of a magnesium stick. The . Inflammatory surgery is structured as follows:

Nachdem die Metallteile, z.. B. Niete, mit der Aluminium - Oxydmischung umgeben, in den Tiegel eingebracht und festgedrückt sind, legt man auf die Oberfläche der Reactionsmasse eine Entzündungspille und bringt diese zur Reaction, wie oben beschrieben. Die Reaction überträgt sich von dieser Zündpille leicht und sicher auf die Reactionsmasse. Es erfolgt eine Umsetzung, indem sich Aluminiumoxyd (Thonerde), und zwar in flüssigem'Zustande bildet, während das Metall des Oxydes sich als solches abscheidet bezw. ausschmilzt. Durch diese chemische Reaction, welche in einem Bruchtheil einer Minute verläuft, wird der Nietbolzen auf die gehörige Temperatur gebracht und ist fertig zum Stauchen. Die noch anhängende Hülle und Theile, die vom Erhitzüngsprocefs herrühren, werden abgeschlagen oder abgestreift.After the metal parts, such as rivets, with surrounded by the aluminum-oxide mixture, placed in the crucible and pressed into place, one puts an inflammation pill on the surface of the reaction mass and brings it for reaction as described above. The reaction is carried over from this squib easily and safely on the reaction mass. There is a conversion by aluminum oxide (Alumina), namely in a liquid state, while the metal forms the oxide separates itself as such respectively. melts out. Through this chemical reaction, which in a fraction of a minute, the rivet bolt is at the appropriate temperature brought and is ready for upsetting. The still attached shell and parts that dated Originating from heating processes, are chipped off or stripped off.

Wie ersichtlich, kann die Operation überall ausgeführt werden; Es bedarf dazu keines. Kohlenfeuers, keines elektrischen Stromes, keiner besonderen activen Wärme. ·As can be seen, the operation can be performed anywhere; There is no need for it. Coal fire, no electric current, no special active heat. ·

Natürlich kann man auch, wenn gröfsere Eisenstücke erwärmt werden sollen, diese ge-Of course, if larger pieces of iron are to be heated, they can also be

meinsam in eine derartige Badmischung einbringen. Für derartige Zwecke kann man Magnesiatiegel verwenden, wie aus Fig. 2 zu ersehen. Diese werden höchst einfach hergestellt, indem man aus Drahtgewebe die gewünschte Tiegelform anfertigt, dieselbe mit angefeuchteter Magnesia ausschmiert und trocknen la'fst, dann ist der Trog für die Anwärmoperation fertig. Man kann aber auch Tiegel aus anderem Material — hessische, auch Graphittiegel —τ·- anwenden;, allein jene Magnesiatiegel haben sich als besonders widerstandsfähig gegen schmelzende Thonerde erwiesen, und da man die Wandstärke leicht beliebig dick machen kann, werden Wärmeverluste sehr vermieden. Es werden die Mischungen von zerkleinertemBring them together into such a bath mix. For such purposes one can Use magnesia crucibles as shown in FIG. These are made very easily, by making the desired crucible shape from wire mesh, the same with moistened Smear the magnesia and let it dry, then the trough is ready for the warm-up operation. But you can also use crucibles made of other material - Hessian crucibles, also graphite crucibles - use only those magnesia crucibles have proven to be particularly resistant to melting clay, and since one the wall thickness can easily be made as thick as desired, heat losses are very much avoided. It will be the mixtures of crushed

■Aluminium und dem entsprechenden Metalloxyd in dem Tiegel eingestampft und die betreffenden Eisenstücke oder dergl. eingesteckt. Durch Nachfüllen neuer Gemengtheile der■ Aluminum and the corresponding metal oxide pulped in the crucible and the relevant Pieces of iron or the like inserted. By refilling new parts of the mixture

■Zündungsmasse (welche vortheilhafter Weise zu kleinen Briketts geprefst werden) in den Tiegel, nachdem die Reaction ' eingeleitet, kann die Wärmemenge in demselben vermehrt und vor allem längere Zeit unterhalten werden, so dafs auch einegröfsere Anzahl von Nieterwärmungen, Schweifsungen und dergl. aus demselben Tiegel ausgeführt werden können.■ ignition material (which are advantageously pressed into small briquettes) in the crucible, after the reaction has been initiated, the amount of heat in it can increase and advance all are maintained for a longer period of time, so that a larger number of rivet warming Welding and the like. Can be carried out from the same crucible.

Es ist selbstverständlich, dafs der oben er-; wähnte Tiegel zur. Aufnahme der Erhitzungsinasse dadurch überflüssig gemacht werden kann, dafs das pulverförmige Gemisch des Aluminiums mit den Sauerstoff- etc. Verbindungen mit einem Klebmittel angemacht und nach Art eines Cementes um das zu erwärmende Metallstück herumgelegt wird. Diese Art der Anwendung wird in ihrer Einfachheit überall da mit Vortheil Verwendung finden können, wo die Hantirung mit Tiegel, Formholz etc. unbequem sein könnte, da man die Metallstücke bereits vorher mit der Masse umgeben und im Vorrath herstellen kann. . „,It goes without saying that the above mentioned; imagined crucible. Recording of the heating inmate can be made superfluous by using the powdery mixture of aluminum with the oxygen etc. connections made with an adhesive and in the manner of a Cement is placed around the piece of metal to be heated. This type of application In its simplicity it can be used with advantage wherever the Handling crucibles, molded wood, etc. could be inconvenient because the pieces of metal are already in use surrounded beforehand with the mass and can produce in the supply. . ",

Man kann natürlich, statt von Anfang Dn die zu erwähnenden Metallstücke oder Theile ini die Masse einzubetten, erst die Reaction im Tiegel eintreten lassen und in die flüssige Masse die zu erwärmenden Stäbe eine entsprechende Zeit einbringen, doch ist es schwieriger, wenn man eine grofse Reactionsmasse benutzt, die Zeitdauer des Einsteckens und die Temperatur so genau zu treuen, wie bei dem erstbeschriebeneii Verfahren, doch kann hier sehr wohl wieder durch entsprechende Wahl des Metalloxydes die Temperatur so geregelt werden, dafs ein Ueberhitzen (über das Gewünschte) nicht stattfindet.Of course, instead of starting from the beginning, one can use the metal pieces or parts to be mentioned ini to embed the mass, first let the reaction occur in the crucible and into the liquid mass the rods to be heated bring in an appropriate amount of time, but it is more difficult if a large reaction mass is used, the length of time of insertion and the temperature to be faithful as exactly as in the case of the first described egg Procedure, but can very well here again by appropriate choice of the metal oxide the temperature can be regulated in such a way that overheating (beyond what is desired) not taking place.

Alle diese Ausführungsarten ergeben sich für den Chemiker und besonders aus der Praxis ohne Weiteres. Die niedrigsten Temperaturen bei diesem Procefs erhält man durch Verbrennen eines Sulfides bezw. Sulfürs, beispielsweise derjenigen von Blei oder Kupfer, die bei Rothglut vor sich geht, bei der auch das sich bildende Schwefelaluminium schmilzt, während man andererseits durch Verbrennen der " Sauerstoffverbindungen Temperaturen erreichen kann, die man bisher nur im elektrischen Flammbogen erzielen konnte, da beispielsweise bei der Verbrennung des Chromoxydes mit Aluminium eine derartige Temperatur entsteht, dafs das Chrom schmilzt, ein Metall, das bisher nur im elektrischen Flammbogen geschmolzen werden konnte, also schwerer schmelzbar ist wie Platin.All these types of execution arise for the chemist and especially from practice just like that. The lowest temperatures in this process are obtained by burning a sulphide respectively. Sulfürs, for example those of lead or copper, which occurs in red embers, during which the sulfur aluminum that is formed also melts, while on the other hand, temperatures can be reached by burning the "oxygen compounds" that could previously only be achieved in an electric flame arc, for example When the chromium oxide is burned with aluminum, such a temperature arises, that the chromium melts, a metal which hitherto only melted in an electric arc could be, so it is more difficult to melt like platinum.

Die verschiedenartigsten Sauerstoff- bezw. Schwefelverbindungen können gewählt werden, so z. B. das schon erwähnte Eisenoxyd, auch Sand, Glaspulver. Man kann auch- Sulfate, wie Gyps, Carbonate, wie Marmor, für den Procefs verwenden. Man kann auch eine Mischung von mehreren Metallverbindungen mit Aluminium benutzen, je nachdem man höhere oder niedrigere Temperaturen erzielen '■ will, und je nachdem man das anzuwärmende Metall von etwaigen Beimischungen freihalten oder etwaige Beimischungen einfügen will. Das ist Sache des praktischen Specialfalles, ebenso wie die Wahl des Metalloxydes oder Metallsulfates eine chemische Frage ist.The most diverse oxygen resp. Sulfur compounds can be chosen so z. B. the already mentioned iron oxide, also sand, glass powder. You can also - sulfates, like gyps, carbonates, like marble, use for the Procefs. One can also use a mixture of several metal compounds Use with aluminum, depending on whether you achieve higher or lower temperatures' ■ wants, and depending on whether you keep the metal to be heated free of any admixtures or want to insert any admixtures. That is a matter of the practical special case, as well how the choice of metal oxide or metal sulfate is a chemical question.

Zumeist werden die gemischten Körper in den chemischen Formeln entsprechenden Verhältnissen gewählt. Ein gröfserer Ueberschufs von dem einen oder anderen wirkt natürlich herabmindernd auf die Temperatur der Schmelze ein. Ferner können ■ zur Regulirung der Reaction —- besonders bei sauerstoffreichen Körpern — inerte. Körper aller Art der Mischung beigefügt werden, wie z. B. Flufsspath, Kryolith etc. Wendet man einen Ueberschufs von Aluminium an, so wird das ausschmelzende Metall mit Aluminium gemischt ausgeschieden und den"betreffenden Niet bezw. das zu bearbeitende Metallstück-event, beeinflussen, umhüllen oder in denselben eindringen. Da Aluminium eine gröfsere Verbrennungswärme als Magnesium hat und zur Zeit billiger ist wie dieses, wird in erster Linie Aluminium verwendet, doch kann man auch, wie eingangs erwähnt, nicht nur ein Gemisch dieser beiden Metalle wählen, sondern auch andere Metalle oder Metalloide zumischen bezw. Aluminium- und Magnesiumlegirungen verwenden. Diese anderen Metalle nehmen dann bei der hohen Temperatur mehr oder minder mit an der Reaction Theil, können auch als inerte Massen zur Regulirung der Temperatur mitwirken.For the most part, the mixed bodies are in the proportions corresponding to the chemical formulas chosen. A larger excess of one or the other naturally has a lowering effect on the temperature of the Melt one. Furthermore, to regulate the reaction, especially in the case of oxygen-rich Bodies - inert. Bodies of all kinds are added to the mixture, such as B. River path, cryolite, etc. If one uses an excess of aluminum, this becomes melting-out metal mixed with aluminum precipitated and the "relevant rivet respectively. affect the metal piece event to be processed, envelop or penetrate into the same. Since aluminum has a greater heat of combustion As magnesium has and is currently cheaper like this, aluminum is primarily used used, but, as mentioned at the beginning, not just a mixture of these two can be used Select metals, but also mix other metals or metalloids or. Aluminum- and use magnesium alloys. These other metals then take on the high Temperature, more or less involved in the reaction, can also be used as inert masses help regulate the temperature.

Man hat es vollkommen in der Hand, und das ist der grofse Vortheil dieses Verfahrens, die Temperatur ganz genau, zu regeln durch die Mengenverhältnisse des- verwendeten Ge-' misches, etwaige Zuschläge und durch die Wahl der Metallverbindungen (Schwefelverbindungen, Sauerstoffverbindungen, Schwefelsauerstolfverbindungen etc.). Es soll nicht versäumtIt is completely in your hand, and that is the great advantage of this procedure, the temperature very precisely, to be regulated by the proportions of the mixture, any surcharges and the choice of metal compounds (sulfur compounds, Oxygen compounds, sulfur-oxygen compounds Etc.). It shouldn't be missed

werden, darauf hinzuweisen, dafs mannigfache j Modifikationen des Verfahrens ohne Weiteres sich ergeben. Man kann z. B., um den Procefs biüit; zu machen, das Gemisch verschiedenartig zusammensetzen, theihveise z. B. aus Sand !'Kieselsäure) mit Aluminium und theihveise aus einem Gemisch von Gyps mit Aluminium. Man entzündet dann am zweckmäßigsten in der oben beschriebenen Weise mittels einer Zündpille. Man kann auch, da die Magnesiumstäbchen beim Abbrennen unter- Umständen leicht, verlöschen oder abbrechen, durch ein kleines Gebläse (Löthlampe) diese Barium-' superoxydpille (gemischt' mit Aluminiumpulver) erhitzen. ■·- .to point out that manifold j Modifications to the process readily arise. You can z. B. to the Procefs biüit; to make the mixture different put together, theihveise z. B. from sand! 'Silica) with aluminum and partially a mixture of gypsums with aluminum. It is then most expedient to ignite in the way described above by means of a squib. You can also use the magnesium sticks when it burns, it may go out easily, or break off, by a small blower (blowtorch) this barium 'superoxide pill (mixed' with aluminum powder) heat. ■ · -.

" Man kann auch, wie Fig. 3 zeigt, den Metallstab einseitig erhitzen, indem "man auf den horizontal zu haltenden Stab die Mischung von Aluminium und Eisenoxyd, Kupferoxyd oder dergl. aufbringt.„.und- dieselbe mit Formsand zusammenhält. Man kann auf diese Weise Stäbe zusammenschweifsen, man kann sie auch verlölhen und, wie Fig. 4 zeigt, beide zu vereinigenden Theile des Stabes auf einander legen unter Zwischenschaltung einer eine genügende Erhitzung beim Verbrennen erreichenden Mischungsschicht."You can also, as FIG. 3 shows, heat the metal rod on one side by" pressing the horizontally to be held rod the mixture of aluminum and iron oxide, copper oxide or the like. ". and - the same with molding sand holds together. You can twist rods together in this way, you can too and, as Fig. 4 shows, both parts of the rod to be united on one another place with the interposition of a sufficient heating when burning Mix layer.

Die Methode ist auch anwendbar bei Hartlöthen, z. B. beim Zusammenlöthen von Kupferblechen und Auflötheri von Bordscheiben, indem an Stelle des -Kohlengebläsefeuers jene Aluminiummischung angewendet wird, die die nöthige Temperatur zum Löthen hergiebt, während sonst das Verfahren des Hartlöthens mit Borax und Hartloth — also die Vorbereitung der Gegenstände — genau die alte bleibt.The method can also be used for brazing, e.g. B. when soldering together copper sheets and Auflötheri of flanged wheels, in that the aluminum mixture is used in place of the coal fan fire, which the provides the necessary temperature for soldering, while otherwise the brazing process with borax and hard solder - i.e. the preparation of the objects - exactly the old one remain.

Ferner ist es auch möglich, bei gewissen fehlerhaften Gufsstücken durch Auflöthen bezw. Aufschmelzen von Metall dieselben verwendbar zu machen, indem man durch Auftragen der Mischung und Entzündung derselben die auszubessernden Stellen erhitzt und sowohl das dabei abgeschiedene Metall — z. B. Eisen aus Eisenoxyd — event, noch während der Reaction hinzugefügtes Eisen, das sogleich schmilzt, in bezw. auf die betreffende Stelle fliefsen läfst. Dieses Ausbessern der Gufsstücke war bisher nur durch Elektricität — mit Aufwendung eines grofsen Maschinenapparates also nur in ganz grofsen Werkstätten — möglich und kann nun mit dieser neuen Methode allerorts leicht angewendet werden.Furthermore, it is also possible, with certain defective castings, respectively, by soldering. Melting metal to make the same usable by applying the Mixing and igniting the same heats the areas to be repaired and both that thereby deposited metal - z. B. Iron from iron oxide - event, even during the reaction added iron, which melts immediately, in resp. flows to the point in question. Up to now this repair of the castings has only been done by electricity - with expenditure of a large machine apparatus, therefore, only in very large workshops - possible and can now with this new method easily everywhere be applied.

Man kann auf diese Weise Vertiefungen, Deformirungen, Löcher in Metallen und Metallplatten etc. erreichen. In this way, depressions, deformations, holes in metals and metal plates, etc. can be achieved.

Fig. 5 stellt dar, wie man durch Bedecken eines bestimmten, von Magnesiahülle oder Formsand umgebenen Theiles der Eisenplatte ein Loch in der Eisenplatte herstellen kann, indem man in der dargestellten Höhe das Ge- ■ misch aufbringt und, wenn die Reaction in vorgeschriebener Weise eingeleitet und das Metall warm gemacht ist, entweder durch einfaches Durchschmelzen eine Oeffnung hervorruft oder den nur schmelzwarm gemachten Plattentheil durch einen Stempel durchtreibt.Fig. 5 shows how by covering a certain, of magnesia or Part of the iron plate surrounded by molding sand can make a hole in the iron plate, by applying the mixture at the height shown and, when the reaction in initiated in the prescribed manner and the metal is warmed up, either by simple Melting through causes an opening or drives the plate part, which has only been warmed up, through a punch.

Die Verwendungsarten sind mannigfach, neu ist die Verwendung von derartigen Gemischen von Aluminium bezw. Magnesium oder beiden mit Metalloxyden, Sauerstoffverbindungen, ζ. Β. Carbonaten, oder Schwefelverbindungen, ζ. Β. Sulfiden oder Sulfaten, für diese Zwecke. Neu ist* ferner, dafs dieses Gemisch nicht in seiner ganzen Masse erhitzt wird, sondern dafs man nur einen besimmten Punkt oder Theil dieses Gemisches durch ein kleines Gebläse (Löthlampe) oder durch Verbrennen eines Magnesiumstreifens oder sonstwie erhitzt und die chemische Reaction durch die Entzündungstemperatur des einen Theiles auf die anderen Theile übertreten läfst.The types of use are manifold, the use of such mixtures is new of aluminum respectively. Magnesium or both with metal oxides, oxygen compounds, ζ. Β. Carbonates, or sulfur compounds, ζ. Β. Sulphides or sulphates, for these purposes. New is * further that this mixture is not heated in its whole mass, but that one only a certain point or part of this mixture by a small blower (blowtorch) or by burning a strip of magnesium or otherwise heated and the chemical Reaction passed over to the other parts by the inflammation temperature of one part running.

Wenn die Gegenwart von Kohle nicht aus irgend welchen Gründen störend ist, so kann ein Theil des Aluminiums durch Kohle ersetzt werden.If the presence of coal is not annoying for some reason, then it can some of the aluminum can be replaced by coal.

Claims

Patent Claims: .

ι. Process for heating metals for the purpose of working and combining them, characterized in that the heat of reaction, which when burning a mixture on the one hand of aluminum or Magnesium or a metal mixture containing aluminum or magnesium, on the other hand with oxygen and sulfur compounds of metals, which are also to be regarded as the various oxygen or sulfur-containing salts of the metals is created, is brought to act on the metals to be heated.

2. Execution of the method according to claim 1, characterized in that the reaction the main mass by the ignition of a .in its chemical composition of the basic mass of different pathogens, consisting of aluminum powder or magnesium, or a metal mixture containing aluminum or magnesium and those containing oxygen or sulfur Bodies that their oxygen respectively. Easily give off sulfur, is introduced.

For this purpose ι sheet of drawings.